Mikromotoren zur Reinigung unserer Ozeane von Kohlendioxid

Nanoingenieure der University of California in San Diego haben einen mikroskopisch kleinen Motor entwickelt, der Kohlendioxid aus dem Ozean entfernen soll. Angesichts der zunehmenden Versauerung der Weltmeere wird die Entfernung von Kohlendioxid aus den Ozeanen hoffentlich die Auswirkungen des Klimawandels mit der Zeit verringern oder umkehren. Ein hoher Kohlendioxidgehalt im Wasser führt weltweit zu einer Abnahme des aquatischen Lebens und der Wasserqualität.  

Diese neuen „Mikromotoren“ werden bei der Kohlendioxidreduzierung führend sein. Der Co-Erstautor der Studie, Virendra V. Singh, sagt: „Wir freuen uns über die Möglichkeit, diese Mikromotoren zur Bekämpfung der Ozeanversauerung und der globalen Erwärmung einzusetzen.“ 

Die Mikromotoren der University of California verwenden ein Enzym namens Carboanhydrase auf einem äußeren Polymer, um sich im Wasser fortzubewegen. Es verwendet Wasserstoffperoxid als eine Art Brennstoff, um das Enzym anzutreiben. Das Wasserstoffperoxid reagiert mit einer inneren Platinoberfläche, um Sauerstoffblasen zu erzeugen. Diese Blasen wiederum treiben die Carboanhydrase an und bewegen den Motor.  

Da die Platinoberfläche den Mikromotor teuer macht, planen die Forscher eine Möglichkeit, die Motoren durch Wasser anzutreiben. „Wenn die Mikromotoren die Umwelt als Treibstoff nutzen können, werden sie skalierbarer, umweltfreundlicher und kostengünstiger“, sagte er Kevin Kaufmann, Co-Autor der Studie.  

Das Enzym Carboanhydrase wirkt auch als Mittel zur Reduzierung von Kohlendioxid im Wasser. Dies geschieht, indem es die Reaktion zwischen Kohlendioxid und Wasser beschleunigt, wodurch das Kohlendioxid in Calciumcarbonat umgewandelt wird. Calciumcarbonat in einer Substanz, die den Großteil von Muscheln und Kalkstein ausmacht und umweltfreundlich ist.  

Jeder Mikromotor ist 6 Mikrometer lang und völlig autonom. Sobald sie im Wasser eingesetzt sind, bewegen sie sich weiter und „reinigen“ jedes Kohlendioxid, auf das sie stoßen. Durch die schnelle und kontinuierliche Bewegung der Motoren sind sie sehr effizient. In den Experimenten der Studie konnten sich die Mikromotoren mit einer Geschwindigkeit von bis zu 100 Mikrometern pro Sekunde bewegen und sie konnten entfernen 88 Prozent Kohlendioxid in einer Meerwasserlösung in 5 Minuten.  

Sobald diese kleinen Motoren im Ozean eingesetzt werden, werden sie kontinuierlich jegliches Kohlendioxid aus dem Wasser entfernen und die Auswirkungen des Klimawandels in unseren Ozeanen bekämpfen. Mit etwas Glück können sie die Gesundheit unserer Ozeane und der darin lebenden Wasserlebewesen wiederherstellen.